ضمائم جدید برای گوشی های هوشمند اجازه می دهد تا دانشمندان میزان جیوه یونی، Hg2+، را در آب تنها با گرفتن چند عکس اندازه گیری کنند. این دستگاه می تواند یک ابزار نمایشی سریع و قابل حمل را برای این فلز سمی فراهم کند.
دانشمندان در مورد میزان جیوه یونی Hg2+نگران هستند، به دلیل اینکه این یون ها می توانند به کلیه های انسان آسیب برسانند، و در محیط ، میکروب ها می توانند آنها را به متیل جیوه، یک ترکیب مخرب اعصاب (نوروتوکسیک)، تبدیل کنند و در ماهی هایی که مورد تغذیه انسان قرار می گیرد تجمع می یابند. در حال حاضر، محققان جیوه یونی موجود در آب را با روش های اسپکتروسکوپی شناسایی می کنند، که تجهیزات مورد استفاده آن گران قیمت و قابل حمل نمی باشند. Aydogan Ozcan از دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس، و همکارانش به ایده ای در مورد یک دستگاه گوشی های هوشمند فکر کرده اند که قادر باشد هر دو مشکل را حل کند.
روش تشخیص آنها شامل اضافه کردن یک نمونه آب به محلول نمکی حاوی نانوذرات طلا و نوکلئوتیدهای تک رشته ای به نام آپتامرها(Aptamers) می باشد. آپتامرها نانوذرات طلای فردی را احاطه می کنند و آنها را از یکدیگر جدا نگه می دارند. اما اگر نمونه آب حاویHg2+ باشد، یونهای جیوه به آپتامرها متصل می شوند و آنها را از نانوذرات جدا و دور می کنند. ذرات طلا سپس شروع به انبوه شدن می کنند (به حالت خوشه ای) که باعث می شود نوری که آنها منتشر می کنند، از قرمز به آبی تغییر کند. همانطور که غلظت یون جیوه افزایش می یابد، باعث تغییر در رنگ محلول می شود.
محققان از این تغییر برای اندازه گیری غلظت Hg2+استفاده می کنند. آنها دو لوله از محلول نانوذرات- آپتامر به ضمائم گوشی های هوشمند وارد می کنند: یکی با نمونه آب آلوده به جیوه و یکی بدون آن. این دستگاه نور قرمز و سبز را بر روی لوله ها می تاباند و نور منتقل شده (عبوری) را بوسیله محلول های نانوذرات به سمت دوربین گوشی هدایت می کند. نرم افزار گوشی های هوشمند غلظتHg2+ را بر اساس اختلاف رنگ بین تصاویر دو لوله شناسایی می کنند.
این روش می تواند میزان Hg2+ را تا حد پایین3.5 ppb شناسایی کند، که نسبت به روش های سنتی با حساسیت کمتری می باشد اما نزدیک به حد مجاز آب آشامیدنی سازمان حفاظت محیط زیست،2 ppb می باشد. Ozcan می گوید که آنها احتمالا می توانند حد تشخیص را توسط تاباندن (عبور دادن) رنگ های نوری بیشتر بر روی محلول های نانوذرات بهبود بخشند.
تشخیص جیوه
برای تشخیص جیوه یونی در آب، محققان نمونه های آب را به محلول نانوذرات طلای (قرمز، سمت چپ) پوشش داده شده با آپتامرهایDNA ، اضافه می کنند (خطوط آبی رنگ). یون جیوه (دایره نارنجی) با اتصال به این آپتامرها، باعث کشیده شدن و دور شدن آنها از نانوذرات می شوند (سمت راست). نانوذرات طلا سپس انبوه شده و از قرمز به آبی تغییر رنگ می دهند. ضمائم جدید برای دوربین های گوشی های هوشمند، اجازه می دهد تا پژوهشگران با تجزیه و تحلیل این تغییر رنگها میزان جیوه نمونه های آبی را شناسایی کنند.
ترجمه : اعظم السادات طباطبایی
منبع:
Chemical & Engineering News